无刷直流电机发展历程及现状随着传感器技术、电力电子技术、控制策略及方法和电机技术的发展，普 通电机的种种缺陷难以满足生产发展的要求，作为创新型机电一体化电机，无 刷直流电机应运而生。在 1917 年，Boliger 提出用整流管替代有刷直流电机的 机械换向器，无刷直流电机的观念因此产生。20 世纪 30 年代，人们开始研究 通过使用电子换向来取代电刷机械换向的无刷电机，而且取得一定的成果。在1955 年，美国 D。Harriaon 等人初次使用用晶体管换向电路取代机械电刷，这是 无刷直流电机的雏形。在 1962 年，T。G。Wilson 与 P。H。Trickey 提出“固态换 相直流电机”专利，这是当代无刷直流电动机的真正产生的标志。83526

从 20 世纪 60 年代初，无刷直流电动机已经开始进入到应用阶段。在 1964 年，美国国家航空航天局将无刷直流电机用于卫星姿态控制、太阳电池板的跟 踪控制以及卫星上泵的驱动等。1978 年，那时的联邦德国 Mannesmann 公司正 式推出 MAC 经典无刷直流电机及其驱动器，标志着电子换相的无刷直流电机 真正进入了应用阶段。随着电机控制技术、永磁材料、微电子技术、传感器技 术、自动控制技术以及现代电力电子技术尤其是大功率开关元器件的发展，无 刷直流电机得到了飞速的发展。半个世纪以来，在民用和工业自动控制系统、 家用电器、航空航天这些领域内都已经慢慢开始使用无刷电机。目前国内从事 无刷直流电机开发、生产、控制、应用人员众多，国内外科技刊物和学术回忆 有大量相关论文发表。

2 无刷直流电机未来的研究方向

在要求高精度、高速度、高可靠性数控系统中，采用永磁无刷直流电动机 的闭环交流伺服系统已经成为主流。美中不足的是，无刷直流电动机也有缺点， 主要是：

（1）需要电子控制器才可以工作，增加了制作成本和技术复杂性；论文网

（2）位置传感器的使用让无刷电机的结构更加复杂，降低了系统的可靠性；

（3）电机的使用环境温度受到了转子永磁材料的极大限制，尤其是高温场 合；

（4）转矩波动影响较大，在高性能伺服系统中的应用受到限制。 无刷直流电动机的主要缺点是成本高。这主要不是因为电机本身，其实与

有刷直流电机或感应电动机相比，无刷直流电动机的结构还是比较简单的。在 某些应用中，无刷直流电动机成本比较高是由于它需要驱动电路。对于单速应 用，感应电动机是最合适的。但是无刷直流电动机有更高的效率和更小的体积、 更快速的响应和可以软启动等优点，它为许多行业提供一种更具有吸引力的选 择，逐步被接受。对于调速控制系统或位置控制系统来说，不管采用哪种电机，电子驱动器 总是需要的，这是采用无刷直流电动机可能是性价比更高的的解决方案。例如， 与电子变频器驱动异步点击相比，改换以无刷直流电动机及其驱动器可提供更 便宜、更精确、调速范围更宽的控制。因此，从磁盘驱动器到数控机床，已全 部采用了无刷直流电动机技术。

随着相关技术和自身技术进步，无刷直流电动机这些存在的问题已得到重 视，并正在获得改善。例如，新技术的采用，找到了许多一直齿槽转矩和换向 转矩波动的方法；开发了无位置传感器控制技术和转矩波动小的正弦波驱动技 术；电子控制器成本大幅度降低等。

3 无刷直流电机的应用

正弦波驱动和方波驱动组成了永磁无刷直流电机驱动电流方式，前者又称 为同步型永磁交流伺服电机。在 21 世纪，永磁无刷直流电动机将逐渐替代传统 电机成为市场主流。